DE1274420B - Corrosion inhibitor for steels - Google Patents

Corrosion inhibitor for steels

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DE1274420B
DE1274420B DEB65733A DEB0065733A DE1274420B DE 1274420 B DE1274420 B DE 1274420B DE B65733 A DEB65733 A DE B65733A DE B0065733 A DEB0065733 A DE B0065733A DE 1274420 B DE1274420 B DE 1274420B
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metavanadate
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potassium carbonate
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Daniel Bienstock
Joseph Herman Field
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Benson Field and Epes
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Benson Field and Epes
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES MIW PATENTAMT Int. α.: FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN MIW PATENT OFFICE Int. α .:

C23fC23f

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche Kl.: 48 dl -11/06German class: 48 dl -11/06

Nummer: 1274420Number: 1274420

Aktenzeichen: P 12 74 420.6-45 (B 65733)File number: P 12 74 420.6-45 (B 65733)

Anmeldetag: 31. Januar 1962Filing date: January 31, 1962

Auslegetag: 1. August 1968Open date: August 1, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf die Verhütung der Korrosion von Stahl durch wäßrige Kaliumcarbonatlösungen, wenn die Lösungen als Waschmedium zur Entfernung von Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen verwendet werden und dabei 5 mit Stahloberflächen in Berührung kommen.The invention relates to the prevention of corrosion of steel by aqueous potassium carbonate solutions, when the solutions are used as a washing medium to remove carbon dioxide and hydrogen sulfide can be used from gas mixtures and come into contact with steel surfaces in the process.

Seit mehreren Jahren werden Kaliumcarbonatlösungen weitgehend zur Entfernung von Kohlendioxyd und Schwefelwasserstoff aus industriellen Gasgemischen verwendet, z. B. aus Gasgemischen, die bei der Teiloxydation von gasförmigen, flüssigen oder festen Brennstoffen oder bei der Umsetzung von Kohlenoxyd mit Wasserdampf zwecks Erzeugung von Wasserstoff anfallen, oder aus natürlich vorkommenden gasförmigen Kohlenwasserstoffen, die häufig mit großen CO2- und HaS-Mengen gleichzeitig verunreinigt sind. Die Verwendung von Kaliumcarbonatlösungen für diesen Zweck ist ausführlich beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift 1 084 425 und dem deutschen Patent 1133 495 beschrieben. Bei diesem Waschprozeß werden CO2 und H2S durch die wäßrige Kaliumcarbonatlösung absorbiert und durch Reaktion mit der Lösung in Kaliumbicarbonat bzw. Kaliumbisulfid umgewandelt. Die Lösung zirkuliert kontinuierlich zwischen einem Absorptionsturm, in dem CO2 und H2S absorbiert werden, und einem Regenerationsturm, in dem sie durch Kochen der Lösung und Abstreifen mit Wasserdampf im Gegenstrom desorbiert werden.For several years, potassium carbonate solutions have been used extensively to remove carbon dioxide and hydrogen sulfide from industrial gas mixtures, e.g. B. from gas mixtures that occur in the partial oxidation of gaseous, liquid or solid fuels or in the reaction of carbon oxide with water vapor for the purpose of generating hydrogen, or from naturally occurring gaseous hydrocarbons, which often contain large amounts of CO 2 and H a S are contaminated at the same time. The use of potassium carbonate solutions for this purpose is described in detail in German Auslegeschrift 1,084,425 and German Patent 1,133,495, for example. During this washing process, CO 2 and H 2 S are absorbed by the aqueous potassium carbonate solution and converted into potassium bicarbonate or potassium bisulfide by reaction with the solution. The solution circulates continuously between an absorption tower, in which CO 2 and H 2 S are absorbed, and a regeneration tower, in which they are desorbed by countercurrent boiling of the solution and stripping with steam.

Da bei großtechnischen Verfahren große Gasmengen behandelt werden, sind die für die Wäsche erforderlichen Anlagen entsprechend umfangreich. Die Absorptions- und Regenerationstürme in einer typischen industriellen Anlage können beispielsweise eine Höhe von 18 m und einen Durchmesser von 2,5 m haben. Aus diesem Grund ist es natürlich vom wirtschaftlichen Standpunkt sehr wichtig, daß verhältnismäßig billige Werkstoffe, wie kohlenstoffarmer Stahl, zum Bau der Anlagen verwendet und verhältnismäßig teure Legierungen, wie korrosionsbeständiger Stahl, Inconel u. dgl., möglichst vermieden werden.Since large amounts of gas are treated in large-scale processes, they are necessary for scrubbing Plants correspondingly extensive. The absorption and regeneration towers in a typical industrial plants can, for example, have a height of 18 m and a diameter of 2.5 m. For this reason it is of course very important from an economic point of view that they be relatively cheap Materials such as low carbon steel used to build the equipment and relatively expensive alloys, such as corrosion-resistant steel, inconel and the like, should be avoided as far as possible.

Es wurde jedoch festgestellt, daß gewöhnlicher Flußstahl sowie viele Stahllegierungen durch die bei den genannten Verfahren verwendeten wäßrigen Kaliumcarbonatlösungen korrodiert werden. Bei einer Lösung, der kein Korrosionsschutzmittel zugesetzt wurde, ist die Korrosionsgeschwindigkeit gewöhnlich am höchsten, wenn die zu entfernende Verunreinigung aus Kohlendioxyd allein besteht. Wenn die zu entfernende Verunreinigung aus H2S allein oder Gemisehen von H2S mit CO2 besteht, die einen ziemlich hohen H2S-Anteil enthalten, ist die Korrosions-Korrosionsinhibitor für StähleIt has been found, however, that ordinary mild steel as well as many steel alloys are corroded by the aqueous potassium carbonate solutions used in the above processes. In a solution to which no anti-corrosive agent has been added, the rate of corrosion is usually highest when the contaminant to be removed consists of carbon dioxide alone. If the impurity to be removed consists of H 2 S alone or a mixture of H 2 S with CO 2 , which contain a fairly high proportion of H 2 S, the corrosion inhibitor for steels is

Anmelder:Applicant:

Benson, Field & Epes, Malvern, Pa. (V. St. A.)Benson, Field & Epes, Malvern, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,

Dr.-Ing. Th. MeyerDr.-Ing. Th. Meyer

und Dr. J. F. Fues, Patentanwälte,and Dr. J. F. Fues, patent attorneys,

5000 Köln 1, Deichmannhaus5000 Cologne 1, Deichmannhaus

Als Erfinder benannt:
Joseph Herman Field,
Daniel Bienstock, Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Named as inventor:
Joseph Herman Field,
Daniel Bienstock, Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. Dezember 1961
(157 053)
Claimed priority:
V. St. v. America December 1, 1961
(157 053)

geschwindigkeit sehr niedrig, und in vielen Fällen ist kein Korrosionsschutzmittel erforderlich. Dies ist gewöhnlich der Fall, wenn auf 1 Mol H2S weniger als 9 Mol CO2 treffen. Offensichtlich passivieren H2S-Anteile in dieser Höhe wirksam die Stahloberflächen und senken dadurch die Korrosionsgeschwindigkeit auf annehmbar niedrige Werte auch ohne Zusatz eines Korrosionsschutzmittels. Wenn jedoch die Verunreinigung hauptsächlich aus CO2 in Mischung mit geringeren H2S-Mengen besteht, d. h. wenn auf weniger als 1 Mol H2S 9 Mol CO2 treffen oder, anders ausgedrückt, wenn das Gasgemisch auf 1 Mol H2S mindestens 9 Mol CO2 enthält, reicht die passivierende Wirkung dieser kleinen H2S-Mengen im allgemeinen nicht aus, um die Korrosionsgeschwindigkeit auf ein erträgliches Ausmaß zu senken.speed is very low and in many cases no anti-corrosion agent is required. This is usually the case when less than 9 moles of CO 2 are encountered in 1 mole of H 2 S. Obviously, H 2 S proportions at this level effectively passivate the steel surfaces and thereby reduce the corrosion rate to acceptably low values even without the addition of an anti-corrosion agent. However, if the impurity consists mainly of CO 2 in a mixture with smaller amounts of H 2 S, ie if less than 1 mole of H 2 S meets 9 moles of CO 2 or, in other words, if the gas mixture contains at least 9 moles of H 2 S Contains moles of CO 2 , the passivating effect of these small amounts of H 2 S is generally insufficient to reduce the rate of corrosion to a tolerable level.

Im erstgenannten Fall, d. h. bei der Entfernung von CO2 allein, kann die Korrosionswirkung der Lösung auf Stahl durch Zusatz verschiedener Korrosionsschutzmittel, z. B. geringer Mengen Kaliumdichromat oder anderer Dichromate, auf ein erträgliches MaßIn the former case, ie when removing CO 2 alone, the corrosive effect of the solution on steel can be reduced by adding various anti-corrosion agents, e.g. B. small amounts of potassium dichromate or other dichromates, to a tolerable level

809 588/409809 588/409

3 43 4

abgeschwächt werden. Unter diesen Bedingungen demnach die Verwendung von Metavanadatsalzen als bleibt das Dichromat in Lösung und bleibt für lange Inhibitor in einer wäßrigen Kaliumcarbonatlösung, die Zeit wirksam. In Gegenwart von H2S haben jedoch die bei der Entfernung von Kohlendioxyd und/oder Dichromate und viele andere Korrosionsschutzmittel, Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen verwendet wird, z. B. Nitrite, den Nachteil, daß sie ihre korrosions- 5 zur Verhinderung der Korrosion der Stahloberflächen, hemmende Wirkung schnell verlieren und häufig die dabei mit der Lösung in Berührung kommen, einen unerwünschten unlöslichen Rückstand in der Geeignet ist jedes Metavanadat, das zu wenigstensbe weakened. Under these conditions, therefore, the use of metavanadate salts as the dichromate remains in solution and remains effective for a long time as an inhibitor in an aqueous potassium carbonate solution. In the presence of H 2 S, however, when removing carbon dioxide and / or dichromates and many other anti-corrosion agents, hydrogen sulfide from gas mixtures is used, e.g. B. nitrites, the disadvantage that they quickly lose their anti-corrosive 5 to prevent corrosion of the steel surfaces and often come into contact with the solution, an undesirable insoluble residue in the Suitable is any metavanadate that at least

Lösung hinterlassen. Häufig genügt die Anwesenheit 0,05 Gewichtsprozent in wäßrigen Kaliumcarbonatvon Spurenmengen H2S, z. B. 10 bis 100 Teile pro lösungen löslich ist. Vorzugsweise werden Alkali-Million, in dem zu behandelnden Gas, um den Ver- io metavanadate, insbesondere Natriummetavanadat, brauch an den bisher verwendeten Korrosionsschutz- Kaliummetavanadat oder Ammoniummetavanadat mitteln auf eine unwirtschaftliche Höhe zu bringen. verwendet. Gegebenenfalls kann das Metavanadat Es fehlt somit ein Inhibitor, der in Gegenwart von in situ gebildet werden, beispielsweise durch direkte wäßrigen Kaliumcarbonatlösungen, in denen sowohl Zugabe von Vanadiumpentoxyd zur Kaliumcarbonat-H2S als auch CO2 adsorbiert sind, stabil bleibt und 15 lösung, wobei Kaliummetavanat durch Umsetzung mit Stahl gegen Korrosion durch diese Lösungen wirksam Kaliumcarbonat gebildet wird, schützt. Insbesondere fehlt ein solcher Inhibitor für Die Metavanadate sind bereits in geringen MengenLeave a solution. Frequently the presence of 0.05 percent by weight in aqueous potassium carbonate of trace amounts of H 2 S, e.g. B. 10 to 100 parts per solution is soluble. Alkali million are preferably in the gas to be treated in order to bring the ver io metavanadate, in particular sodium metavanadate, consumption of the corrosion protection potassium metavanadate or ammonium metavanadate used to date to an uneconomical level. used. If necessary, the metavanadate is missing an inhibitor that is formed in the presence of in situ, for example by direct aqueous potassium carbonate solutions in which both the addition of vanadium pentoxide to the potassium carbonate H 2 S and CO 2 are adsorbed, remains stable and 15 solution, Potassium metavanate effectively protects against corrosion from these solutions by reacting with steel. In particular, there is no such inhibitor for The metavanadates are even in small amounts

die Behandlung von CO2 und H2S enthaltenden wirksam. Sie können in Konzentrationen von nur Gasgemischen, in denen die H2S-Menge im Bereich 0,01 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, von Spuren bis zu Mengen, die einem Molverhältnis 20 verwendet werden. Konzentrationen über etwa 2 Ge-H2S: CO2 von etwa 1:9 entsprechen, liegt. Wie wichtsprozent ergeben gewöhnlich keine erhöhte bereits erwähnt, können die bekannten Korrosions- Wirksamkeit, schaden jedoch gewöhnlich auch nicht. Schutzmittel in diesem Bereich ihre Wirksamkeit Bevorzugt werden gewöhnlich Konzentrationen zwinicht entfalten, und die passivierende Wirkung des sehen 0,05 und 0,5 Gewichtsprozent, bei denen maxi-H2S genügt nicht, um die Korrosionsgeschwindigkeit 25 male Wirksamkeit und Wirtschaftlichtkeit erzielt auf ein erträgliches Maß zu senken. Das Problem ist werden.the treatment of CO 2 and H 2 S containing effectively. They can be used in concentrations of only gas mixtures in which the H 2 S amount is in the range 0.01%, based on the total weight of the solution, from traces to amounts that have a molar ratio of 20. Corresponding to concentrations above about 2 Ge-H 2 S: CO 2 of about 1: 9. As the percentages by weight usually do not result in an increased already mentioned, the known corrosion effectiveness can, but usually does not damage either. Protective agents in this range their effectiveness are preferred, concentrations are usually two, and the passivating effect of see 0.05 and 0.5 percent by weight, at which maxi-H 2 S is not sufficient to make the corrosion rate 25 times effectiveness and economy achieved to a tolerable level Lower level. The problem is becoming.

besonders dann akut, wenn das Molverhältnis H2S : CO2 Selbst bei hochkonzentrierten Lösungen, die bei-especially acute when the molar ratio H 2 S: CO 2 Even with highly concentrated solutions that contain two

im Bereich von etwa 1: 20 bis 1:1000 liegt. Gemische spielsweise 40 Gewichtsprozent Kaliumcarbonat entdieser Art fallen beispielsweise häufig bei der Teiloxy- halten und bei ihrem Siedepunkt bzw. in dessen Nähe dation von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen, die 30 eingesetzt werden, verringern die Metavanadate verhältnismäßig geringe Schwefelmengen enthalten, äußerst wirksam die Korrosionsgeschwindkeit von an. Beispielsweise kann ein typisches Gasgemisch aus Stahlflächen auf ein vernachlässigbares Maß. So der Teiloxydation eines schwefelhaltigen Rohöls schützen die Metavanadate in Anlagen, wie sie in der oder einer schwefelhaltigen Kohle 5 bis 35 Volum- deutschen Auslegeschrift 1 084 425 beschrieben sind, prozent CO2 und 0,01 bis 0,5 Volumprozent H2S 35 wobei gewöhnlich etwa 20 bis 40 Gewichtsprozent enthalten. K2CO3 enthaltende wäßrige Lösungen bei Tempera-ranges from about 1:20 to 1: 1000. Mixtures, for example 40 percent by weight of potassium carbonate of this type, are often found with the partial oxy- gen and at their boiling point or in its vicinity dation of carbon-containing fuels, which are used, reduce the metavanadates contain relatively small amounts of sulfur, extremely effective in reducing the rate of corrosion. For example, a typical gas mixture of steel surfaces can be negligible. The metavanadates protect the partial oxidation of a sulfur-containing crude oil in systems such as those described in the or a sulfur-containing coal 5 to 35 volume German Auslegeschrift 1 084 425, percent CO 2 and 0.01 to 0.5 volume percent H 2 S 35 being usually contain about 20 to 40 percent by weight. Aqueous solutions containing K 2 CO 3 at temperature

Es wurde nun gefunden, daß Metavanadatsalze, die türen von etwa 100 bis 1400C verwendet werden, in in wäßrigen Kaliumcarbonatlösungen wenigstens in hohem Maße die aus Stahl bestehenden und mit der geringem Maße löslich sind, nicht nur äußerst wirksam Lösung in Berührung kommenden Apparaturen und die Korrosion von Stahl durch diese Lösungen bei 40 ermöglichen die Verwendung von kohlenstoffarmem den genannten Gaswaschverfahren verringern, sondern Stahl oder verhältnismäßig billigen legierten Stählen daß sie auch den äußerst wichtigen Vorteil aufweisen, für die meisten Teile der Anlagen. Auch hochlegierten daß sie ihre Löslichkeit und korrosionshemmende Stählen, z. B. Chromnickelstählen, verleihen die Salze Wirkung in Gegenwart von gleichzeitig vorhandenem. erhöhte Korrosionsbeständigkeit, machen jedoch ihre CO2 und H2S bewahren. Auf Grund ihrer über- 45 Verwendung unnötig, außer an einzelnen Stellen der raschenden Fähigkeit, der Reduktion und damit der Anlagen, die besonders dem Angriff ausgesetzt sind, Ausfällung durch H2S zu widerstehen, ermöglichen z. B. für Pumpenräder.It has now been found that Metavanadatsalze, the doors may be used from about 100 to 140 0 C, in in aqueous potassium carbonate solutions at least to a large extent the existing made of steel and are soluble to the small extent, not only very effective solution in contact apparatuses and The corrosion of steel by these solutions at 40 allow the use of low carbon gas scrubbing processes to reduce, but rather steel or relatively cheap alloy steels that they also have the extremely important advantage for most parts of the plant. Also high-alloyed that their solubility and corrosion-inhibiting steels, z. B. chromium-nickel steels, give the salts effect in the presence of co-existing. increased corrosion resistance, but make their CO 2 and H 2 S preserve. Because of their overuse unnecessary, except in individual places the surprising ability to withstand the reduction and thus the systems that are particularly exposed to attack, precipitation by H 2 S. B. for pump wheels.

die Metavanadatsalze eine Lösung der vorstehend Die nachstehenden Vergleichsversuche veranschau-the metavanadate salts are a solution of the above.

dargelegten Probleme, d. h., sie gewähren wirksamen liehen den ausgezeichneten Korrosionsschutz, der Korrosionsschutz in solchen kritischen Bereichen, 5° Stahlflächen gewährt wird, die mit einer konzentrierten in denen geringe H2S-Mengen in Mischung mit wäßrigen Kaliumcarbonatlösung in Gegenwart von erheblichen CO2-Mengen auftreten. Unter diesen CO2 allein und von CO2-H2S-Gemischen in BeBedingungen, unter denen die bisher gebrauchten rührung kommen. Die Versuche wurden durchgeführt, Korrosionsschutzmittel durch Umsetzung mit dem indem man eine 40%ige wäßrige Kaliumcarbonat-Schwefelwasserstoffschnellverbrauchtwürdenjbehalten 55 lösung mit CO2 oder einem CO2-H2S-Gemisch die Metavanadatsalze ihre Wirksamkeit und senken durch Durchperlenlassen des Gases durch die Lösung die Korrosionsgeschwindigkeit von Stahl auf ver- sättigte, während diese bei ihrer Siedetemperatur von nachlässigbare Werte. Die Metavanadatsalze weisenden 1090C gehalten wurde. Das CO2-H2S-Gemisch zusätzlichen Vorteil auf, daß sie die Geschwindigkeit bestand aus 99,7 Volumprozent CO2 und 0,3 Volumder CO2-Absorption in der Absorptionskolonne etwas 60 prozent H2S. In die Lösung wurden polierte Scheiben zu erhöhen pflegen, so daß eine gewisse Verringerung aus kohlenstoffarmem Stahl für die in der Tabelle der Größe des Absorptionsturms möglich ist. genannten Zeiträume getaucht. In einer Versuchsreiheproblems outlined, ie, they grant effective lent the excellent corrosion protection, the corrosion protection in such critical areas, 5 ° steel surfaces are granted, which are concentrated with a concentrated in which small amounts of H 2 S mixed with aqueous potassium carbonate solution in the presence of considerable CO 2 - Quantities occur. Under these CO 2 alone and from CO 2 -H 2 S mixtures in conditions under which the previously used stirring comes. The tests were carried out to prevent corrosion inhibitors by reacting them with a 40% aqueous potassium carbonate-hydrogen sulfide solution containing CO 2 or a CO 2 -H 2 S mixture to reduce the effectiveness of the metavanadate salts and to reduce the rate of corrosion by bubbling the gas through the solution from steel to saturated, while those of negligible values at their boiling point. The metavanadate salts pointing 109 0 C was kept. The CO 2 -H 2 S mixture had the additional advantage that it consisted of 99.7 volume percent CO 2 and 0.3 volume of the CO 2 absorption in the absorption column about 60 percent H 2 S. In the solution were polished disks tend to increase so that some reduction in low carbon steel is possible for the absorption tower size in the table. mentioned periods. In a series of experiments

Die Anwendung von Metavanadatsalzen als Inhibi- wurde eine geringe Natriummetavanadatmenge in der toren bei der Behandlung von Stählen mit H2SO4 ist ebenfalls in der Tabelle genannten Konzentration zwar bereits bekannt, woraus aber nicht ohne weiteres 65 zugesetzt. In der anderen Versuchsreihe wurde kein hergeleitet werden kann, daß Metavanadate auch die Inhibitor gebraucht. Die Korrosionsgeschwindigkeit Korrosion von Stählen durch alkalische Lösungen wurde als Gewichtsverlust nach Beseitigung der zu verhindern vermögen. Die Erfindung betrifft Korrosionsprodukte von den der Lösung ausgesetztenThe use of metavanadate salts as inhibitors was already known, although a small amount of sodium metavanadate in the treatment of steels with H 2 SO 4 is also already known in the table, but 65 is not readily added from this. In the other series of experiments it was not possible to deduce that metavanadate also uses the inhibitor. The rate of corrosion Corrosion of steels by alkaline solutions was measured as weight loss after removal of the ability to prevent. The invention relates to corrosion products from those exposed to the solution

I 274I 274

Stellen der Scheiben bestimmt. Die Versuche hatten folgende Erebnisse:Place the discs determined. The experiments had the following results:

Bei
spiel
at
game
Art der K2CO3-LösungType of K 2 CO 3 solution Temperatur
0C
temperature
0 C
Inhibitorkonzentration
in Gewichtsprozent,
bezogen
auf Gesamtlösung
Inhibitor concentration
in percent by weight,
based
on total solution
Versuchs
dauer
Tage
Attempt
duration
Days
Korrosions-
geschwindig
keit
cm/Jahr
Corrosive
swiftly
speed
cm / year
1
2
1
2
mit CO2 gesättigte 40°/0ige K2CO3-Lösung
40%ige K2CO3-LoSMIg mit 99,7 % CO2 + 0,3 %
H2S
saturated with CO 2 40 ° / 0 cent K 2 CO 3 solution
40% K 2 CO 3 -LoSMIg with 99.7% CO 2 + 0.3%
H 2 S
109
109
109
109
109
109
109
109
109
109
109
109
109
109
0,2% NaVO3
0,1% NaVO3
0,2% NaVO3
0,2% K2Cr2O7
0,2% K2Cr2O7
0.2% NaVO 3
0.1% NaVO 3
0.2% NaVO 3
0.2% K 2 Cr 2 O 7
0.2% K 2 Cr 2 O 7
14
30
30
30
30
30
31
14th
30th
30th
30th
30th
30th
31
0,864
0,0254
0,00015
0,000102
0,000102
0,000076
0,0254
0.864
0.0254
0.00015
0.000102
0.000102
0.000076
0.0254
3
4
5
6
7
3
4th
5
6th
7th
mit CO2 gesättigte 40%ige K2CO3-Lösung
mit CO2 gesättigte 40%ige K2CO3-Lösung
40%ige K2CO3-Lösung, gesättigt mit einer
Mischung aus 99,7% CO2 + 0,3 % H2S ....
mit CO2 gesättigte 40%ige K2CO3-Lösung
40%ige K2CO3-Lösung, gesättigt mit einer
Mischung aus 99,7% CO2 + 0,3% H2S ....
40% K 2 CO 3 solution saturated with CO 2
40% K 2 CO 3 solution saturated with CO 2
40% K 2 CO 3 solution, saturated with a
Mixture of 99.7% CO 2 + 0.3% H 2 S ....
40% K 2 CO 3 solution saturated with CO 2
40% ig e K 2 CO 3 solution, saturated with a
Mixture of 99.7% CO 2 + 0.3% H 2 S ....

Aus den vorstehenden Werten ist ersichtlich, daß das Metavanadat die Korrosionsgeschwindigkeit in Gegenwart sowohl von reinem CO2 als auch von CO2-H2S-Gemischen äußerst wirksam senkt. Es ist festzustellen, daß trotz einer gewissen Senkung der Korrosionsgeschwindigkeit durch die Anwesenheit der geringen Menge H2S in der Lösung gemäß Beispiel 2, die kein Korrosionsschutzmittel enthielt (bedingt durch den geringen passivierenden Effekt des H2S), die Korrosionsgeschwindigkeit von 0,0254 cm/Jahr noch zu hoch ist. In Beispiel 5 gewährte das Metavanadat den erforderlichen Schutz und senkte die Korrosionsgeschwindigkeit auf ein Dreihundertstel. K2Cr2O7 war im Beispiel 6 in Gegenwart von reinem CO2 zwar wirksam, jedoch bildete das Dichromat im Beispiel 7 in Gegenwart von H2S schnell eine dunkle Fällung und verlor vollständig seine korrosionshemmende Wirkung. Die Korrosionsgeschwindigkeit war in diesem Fall die gleiche wie bei der kein Korrosions-Schutzmittel enthaltenden Lösung gemäß Beispiel 2.It can be seen from the above values that the metavanadate is extremely effective in reducing the rate of corrosion in the presence of both pure CO 2 and CO 2 -H 2 S mixtures. It can be seen that despite a certain reduction in the rate of corrosion due to the presence of the small amount of H 2 S in the solution according to Example 2, which contained no anti-corrosion agent (due to the low passivating effect of the H 2 S), the rate of corrosion was 0.0254 cm / year is still too high. In Example 5, the metavanadate provided the necessary protection and reduced the rate of corrosion to one hundredth. K 2 Cr 2 O 7 was effective in example 6 in the presence of pure CO 2 , but the dichromate in example 7 quickly formed a dark precipitate in the presence of H 2 S and completely lost its corrosion-inhibiting effect. The rate of corrosion in this case was the same as that of the solution according to Example 2, which did not contain any anti-corrosion agent.

Bei einer typischen Anwendung des in der deutschen Auslegeschrift 1084 425 beschriebenen Verfahrens wurde eine 30%ige wäßrige K2CO3-Lösung verwendet, um CO2 und H2S aus einem Gasgemisch zu entfernen, das durch Teiloxydation eines schwefelhaltigen Mittelost-Rohöls und anschließende Wassergasreaktion hergestellt worden war und folgende ungefähre Zusammensetzung hatte: 3% CO, 64% H2, 32% CO2,0,5% H2S und etwa 0,5% CH4 + N2. Die Absorptions- und Regenerationstürme und die meisten Rohrleitungen waren aus kohlenstoffarmem Stahl hergestellt. Die maximalen Temperaturen der Lösung betrugen 118 0C im Absorptionsturm und 113 ° C im Regenerationsturm. Durch Zusatz von 0,2 Gewichtsprozent NaVO3, zur K2CO3-Lösung wurde die Korrosionsgeschwindigkeit der Flußstahlflächen bei Werten unter 0,0127 mm/Jahr gehalten. Nur geringe NaVO3-Zusätze, die zur Ergänzung der normalen Lösungsverluste notwendig waren, waren zur Aufrechterhaltung der Ursprungliehen Konzentration von 0,2% erforderlich. Im Gegensatz dazu liegt die Korrosionsgeschwindigkeit in einer solchen Anlage ohne Zusatz eines Korrosionsschutzmittels über 0,25 mm/Jahr, so daß häufiger Ersatz von Rohrleitungen und anderen Teilen der Waschanlage erforderlich ist. Kaliumdichromat und verschiedene andere Korrosionsschutzmittel waren unwirksam, offensichtlich durch schnellen Verbrauch durch Umsetzung mit dem im Rohgas vorhandenen H2S.In a typical application of the method described in German Auslegeschrift 1084 425, a 30% aqueous K 2 CO 3 solution was used to remove CO 2 and H 2 S from a gas mixture that was produced by partial oxidation of a sulfur-containing Middle Eastern crude oil and then Water gas reaction had been established and had the following approximate composition: 3% CO, 64% H 2 , 32% CO 2 , 0.5% H 2 S and about 0.5% CH 4 + N 2 . The absorption and regeneration towers and most of the piping were made of low carbon steel. The maximum temperatures of the solution amounted to 118 0 C in the absorption tower and 113 ° C in the regeneration tower. By adding 0.2 percent by weight of NaVO 3 to the K 2 CO 3 solution, the rate of corrosion of the mild steel surfaces was kept at values below 0.0127 mm / year. Only small additions of NaVO 3 , which were necessary to supplement the normal loss of solution, were required to maintain the original concentration of 0.2%. In contrast, the rate of corrosion in such a system without the addition of an anti-corrosion agent is over 0.25 mm / year, so that more frequent replacement of pipelines and other parts of the washing system is necessary. Potassium dichromate and various other anti-corrosion agents were ineffective, apparently due to rapid consumption due to reaction with the H 2 S present in the raw gas.

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verwendung von Metavanadatsalzen als Inhibitor in einer wäßrigen Kaliumcarbonatlösung, die bei der Entfernung von Kohlendioxyd und/oder Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen verwendet wird, zur Verhinderung der Korrosion der Stahloberflächen, die dabei mit der Lösung in Berührung kommen.1. Use of metavanadate salts as an inhibitor in an aqueous potassium carbonate solution, used in the removal of carbon dioxide and / or hydrogen sulfide from gas mixtures is used to prevent corrosion of the steel surfaces that come into contact with the solution come. 2. Verwendung des Inhibitors nach Anspruch 1 in Mengen von 0,01 bis 2 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Lösung.2. Use of the inhibitor according to claim 1 in amounts of 0.01 to 2 percent by weight, preferably 0.05 to 0.5 percent by weight, based on the solution. 3. Verwendung des Inhibitors nach Anspruch 1 und 2 in Form von Kalium-, Natrium- oder Ammoniummetavanadat.3. Use of the inhibitor according to claim 1 and 2 in the form of potassium, sodium or Ammonium metavanadate. 4. Verwendung von Kaliummetavanadat als Inhibitor in einer wäßrigen Kaliumcarbonatlösung nach Anspruch 1 bis 3, das durch Zusatz von Vanadiumpentoxyd zu der Lösung in situ gebildet wird.4. Use of potassium metavanadate as an inhibitor in an aqueous potassium carbonate solution according to claim 1 to 3, which is formed in situ by adding vanadium pentoxide to the solution will. 5. Verwendung des Inhibitors nach Anspruch 1 bis 4 bei der Behandlung von Gasgemischen, die auf 1 Mol H2S mindestens 9 Mol CO2, vorzugsweise auf 1 Mol H2S etwa 20 bis 1000 Mol CO2, enthalten.5. Use of the inhibitor according to claim 1 to 4 in the treatment of gas mixtures to 1 mole of H 2 S at least 9 moles of CO 2, preferably 1 mole to 1000 moles H CO 2 containing 2 S about 20 microns. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2172 353;
Otto Vogel, »Handbuch der Metallbeizerei«, Bd. II, 1951, S. 457.
Considered publications:
U.S. Patent No. 2172,353;
Otto Vogel, "Handbuch der Metallbeizerei", Vol. II, 1951, p. 457.
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